基质辅助激光解析/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)在微生物鉴定中的应用*

基质辅助激光解析/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)是一种新型软电离生物质谱,具有检测速度快、操作简便、结果准确等优点,目前已成为可靠的微生物快速鉴定技术。就工作流程而言,与常规生化方法相比,MALDI-TOF MS可以将微生物鉴定的时间缩短为一天甚至更短。对于具有抗生素耐药性的微生物,使用MALDI-TOF MS鉴定也有很好的准确性。在病毒鉴定中,MALDI-TOF MS也可以发挥作用,已有报道将MALDI-TOF MS和机器学习(ML)分析方法结合来检测鼻拭子中SARS-CoV-2。此外,MALDI-TOF MS还可用于细菌的无光谱库鉴定。目前,MALDI-TOF MS正通过与其他技术(例如傅里叶红外光谱FTIR)相结合进一步扩大微生物鉴定范围。     

原位制备具有增强光催化活性的S型Bi2Se3/g-C3N4光催化剂

光催化氧化是一种应用前景良好的环境治理技术.与絮凝、物理吸附和化学氧化等常见的方法相比,光催化氧化具有环境友好、氧化完全、方便和廉价等优势.特别是可见光光催化氧化,可利用太阳能中占比最高的可见光,在应用中更具优势.因而,探索可见光响应性能优异的光催化剂一直是光催化氧化领域的一个重要研究内容.硒化铋(Bi₂Se₃)是一种带隙(带隙宽度在0.3~1.3 e V)非常窄的半导体,能吸收全部波长范围的可见光和近红外光.此外,Bi₂Se₃还具有独特的金属表面态,其表面具有良好的导电性.这些特性使其在可见光光催化氧化领域具有很大的应用潜力.然而,由于Bi₂Se₃价带位置高,氧化能力很弱,其价带上的空穴在光催化反应中难以被消耗,导致空穴大量累积,并迅速与光生电子复合,大幅降低了Bi₂Se₃的光催化性能.因此,一直以来,Bi₂Se₃很少被用于光催化反应.如何充分利用Bi₂Se₃的光响应优势,制备出性能优异的光催化剂,仍是具有挑战性和吸引力的研究方向.本文采用预先制备的Bi2O3/g-C₃N₄复合物作为前驱体,通过原位转化的方法,将前驱体置于热的Se蒸汽中,使前驱体上的Bi2O3与Se蒸汽反应,完全转化为Bi₂Se₃纳米颗粒,从而制得Bi₂Se₃/g-C₃N₄复合光催化剂(Bi₂Se₃含量约为4 wt%).透射电镜结果表明,所形成的Bi₂Se₃纳米颗粒较均匀地分布在g-C₃N₄表面.表面功函数分析发现,Bi₂Se₃与g-C₃N₄结合后,它们的费米能级分别由原来的-0.55和-0.18 e V变为平衡时的-0.22 e V,可形成指向g-C₃N₄的内建电场,有利于形成梯型(S型)异质结.在此基础上,能级位移、荧光分析、结构计算和反应自由基测试等结果表明,Bi₂Se₃和g-C₃N₄之间形成了S型异质结.在可见光光催化降解苯酚的实验中,所制备的Bi₂Se₃/g-C₃N₄复合物的光催化活性明显优于单一的Bi₂Se₃和g-C₃N₄.结合比表面、孔结构、光吸收和荧光等对比分析,认为Bi₂Se₃/g-C₃N₄的这种S型异质结构在其光催化活性增强中起到了关键作用.在光照条件下,其g-C₃N₄导带中光生电子向Bi₂Se₃的价带迁移,并与光生空穴复合,从而使Bi₂Se₃导带上可保留更多的高活性光生电子参与光催化反应,由此Bi₂Se₃/g-C₃N₄的光催化活性增强.循环性能测试和光还原实验结果表明,所制备的Bi₂Se₃/g-C₃N₄复合光催化剂具有良好的稳定性.本文工作为高可见光吸收的光催化剂制备和性能增强提供了新途径和新视野.     

电泳法制备的致密氧化锡薄膜及其在高稳定性钙钛矿太阳能电池中的应用

在平面型钙钛矿太阳能电池中常采用SnO₂作为电子传输层材料,相应的SnO₂薄膜常采用溶液旋涂法制备。但是由于前驱液中的纳米颗粒可能会发生部分团聚、基底和溶液难以完全避免灰尘等杂质颗粒混入,且最佳的SnO₂电子传输层的厚度通常仅有约20 nm,所以这种方法制备的电子传输层难以保证严格致密和无纳米针孔。在本工作中,我们报道了一种电泳沉积制备致密SnO₂薄膜的方法,并用其有效地提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和工况稳定性。通过电泳法,表面带负电荷的SnO₂纳米颗粒在电场的作用下沉积到氧化铟锡(ITO)阳极表面,这种方法得到的薄膜比旋涂法制备的更为致密。将其应用于n-i-p结构的钙钛矿太阳能电池中,能够使得暗电流降低并抑制载流子的非辐射复合,从而提高电池的短路电流和开路电压,进而实现更高的光电转换效率(从18.17%提高到19.52%),且能消除迟滞效应。更重要的是,长期工况稳定性测试表明基于电泳-旋涂法制备的器件在1个太阳的光照下、最大功率点处连续工作960 h后,仍然能够保持71%的初始效率;然而基于旋涂法制备的器件在工作100 h后即降低到初始效率的70%。本工作提供了一种全新的SnO₂电子传输层的制备方法,显著地提高了器件性能和工况稳定性,后续有望应用于制备大面积器件和电池模组。     

用CARS技术测量氮气温度的初步研究

建立了测量气体温度的CARS(相干反斯托克斯喇曼光谱)装置,进行了氮气温度测量的初步研究.温度的确定采用将实测谱与计算谱对比的近似方法。     

Mutual Information of Pauli Channels with Correlated Noise

A general formula for the mutual information of the Paufi channels with memory modelled by correlated noise is derived. It is shown that the mutual information depends on the channel shrinking factor, the input state parameter and the channel memory coefficient. The analyses based on the general formula reveal that the entanglement is always a useful resource to enhance the mutual information of some Pauli channels, such as the bit flip channel and the bit-phase flip channel. Our analyses also show that the entanglement is not advantageous to the reliable transmission of classical information for some Pauli channels at any time, such as the phase flip channel and the phase damping channel.     

状态空间约束下一个最大值原理互补松驰强形式的分析

分析了约束条件不显式地包含控制变量时的有界状态变量约束条件下,一种应用最大值原理求解最优控制问题的方法所要求的互补松驰条件的强形式.在最优轨线从约束条件起作用到不起作用的连接点,该强形式条件不是总成立的,此时应使用互补松驰条件的一般形式来求解.算例分析证明了上述结论.     

新手化学教师NOS-PCK的调查研究*

使用内容分析法,以广东省的30名新手化学教师为样本,测查了他们在教学设计中体现的NOS-PCK组分情况。结果表明:新手化学教师的NOS-PCK大部分能涉及到2~3种组分。具体而言,KoS组分出现的频次最高,KoA组分次之,而KoC组分与KoL组分出现的频次较低。据此对我国化学教师教育及其研究提出相关建议。     

二维核磁共振——研究蛋白质溶液构象的一种新方法

 生命科学的研究已经进入了分子时代,人们希望能应用分子结构及其变化的观点来说明生命的基本过程,包括遗传及其变异;药物、毒物对细胞的作用机理;免疫过程及其缺陷的分子过程;衰老、癌症以及多种疾病的预防与治疗等等.所有这些现象的研究都建立在对生物大分子(特别是蛋白质和核酸)结构的了解的基础之上,而当前遗传工程、蛋白质工程等高科技的发展无疑也必须首先知道生物分子原来的结构和起主要作用的部位,然后才有可能加以修饰以满足实践需要.因此,分子结构的研究是分子生物学的核心课题,而在分子结构的研究中,在它发展的各个不同阶段上,近代物理学的理论与实验技术都是起决定性作用的因素.     

三结点hierarchical晶格上具有三体相互作用伊辛模型的临界行为

本文运用严格重整化交换研究了三结点hierarchical晶格上具有三体相互作用的伊辛模型。研究表明,与布喇菲晶格上的情况一样,最近邻二体相互作用伊辛模型与三体相互作用伊辛模型(Baxter-Wu模型)属于不同的普适类。     

交叉概率对改进遗传算法运算速度影响的测试与分析

在现有文献基础上,通过理论分析,提出了交叉概率应取1.通过四个测试函数的测试结果,表明交叉概率越大,运算速度越快,平均运行代数越少,验证了通过理论分析提出的交叉概率应取1的科学性和可行性.同时克服了交叉概率难以确定以及确定交叉概率时缺少理论依据的不足.